第1章 5G概述
1.1 5G发展历程
若干年来,第五代移动通信系统(The 5th Generation Mobile System,5G)早已成为通信行业和学术界探讨的热点,尤其近两年,5G正在成为全社会关注的热点。5G的发展最初有两个简单驱动力:一方面,随着第四代移动通信系统(The 4th Generation Mobile System,4G)的全面商用,对下一代技术的讨论被提上日程;另一方面,现代社会对移动数据的需求呈爆炸式增长,现有移动通信系统难以满足未来需求,亟须研发新一代移动通信系统。随着探讨与研究的一步步深入,各个方面的需求也逐步展现出来,5G正稳步走在通向未来的大道上。
1.5G启动
2013年2月,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立了中国IMT-2020(5G)推进组,其组织结构基于原IMT-Advanced推进组,标志着我国集中“产、学、研、用”的力量将研究和国际交流合作的重点正式由4G转向5G。同月,欧盟宣布拨款5000万欧元用于加快5G移动技术的发展,计划到2020年推出成熟的5G标准。
2013年5月,韩国三星电子宣布已经成功研发出5G核心技术,利用64个天线单元的自适应阵列传输技术可在28GHz频段以1Gbit/s以上的速度传送数据,且最长传送距离可达2km。
2014年5月,日本NTT DoCoMo公司宣布与6家厂商共同合作,开始测试具有4G网络1000倍承载能力的高速5G网络,传输速度可提升至10Gbit/s。
2.5G技术研发与试验
2015年9月,国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)发布了ITU-R M.2083《IMT愿景:5G架构和总体目标》,定义了三大业务场景、八大关键指标。同月,中国IMT-2020(5G)推进组宣布中国5G技术研发试验将在2016年到2018年进行,分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证3个阶段实施。
2017年2月9日,由多个电信标准组织共同参与的第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)宣布了其“5G”的官方标识。
2017年11月15日,《工业和信息化部关于第五代移动通信系统使用3300—3600MHz和4800—5000MHz频段相关事宜的通知》发布,规划3300MHz~3600MHz和4800MHz~5000MHz频段作为5G系统的工作频段,其中,3300MHz~3400MHz频段原则上被限制在室内使用。
2017年11月下旬,5G技术研发试验第三阶段工作正式启动,并力争于2018年年底前实现第三阶段试验的基本目标。
2017年12月21日,在3GPP的无线接入网(Radio Access Nerwork,RAN)第78次全体会议上,5G新空口(New Radio,NR)首发版本正式冻结并发布。同月,国家发展和改革委员会发布《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》,要求2018年在不少于5个城市开展5G规模组网试点,每个城市的5G基站数量不少于50个、全网5G终端不少于500个。
2018年2月23日,沃达丰和华为宣布两家公司在西班牙合作采用非独立的3GPP 5G NR标准和Sub 6GHz频段,完成了全球首个5G通话测试。同月,华为发布了首款3GPP标准5G商用芯片巴龙5G01和5G商用终端,它们支持全球主流5G频段,包括Sub 6GHz(低频)、mmWave(高频),理论上可实现最高达2.3Gbit/s的数据下载速率。
2018年6月13日,3GPP 5G NR标准的SA方案在3GPP第80次TSG RAN(RAN技术规范组)全体会议上正式完成并发布,标志着首个真正完整意义的国际5G标准正式出炉。加上2017年12月完成的NSA的5G NR标准,5G已经完成第一阶段全功能标准化工作,进入了产业新阶段。同期,中国三大电信运营商公布了各自的5G策略。
2018年8月2日,奥迪与爱立信宣布计划率先将5G技术用于汽车生产领域。
2018年11月21日,重庆首个5G连续覆盖试验区建设完成,5G远程驾驶、5G无人机、虚拟现实等多项5G应用同时亮相。
2018年12月1日,韩国三大电信运营商SK、KT与LGU+同步在韩国部分地区推出5G服务。
2018年12月10日,工业和信息化部向3家基础电信运营企业颁发了全国范围内5G系统中低频段试验频率使用许可。我国在全球率先实现了为3家电信运营企业至少各自许可使用连续100MHz带宽频率资源,所许可的5G系统中低频段频率资源总量为全世界最多,有力地保障了各个基础电信运营企业在全国开展5G系统组网试验所必须使用的频率资源。
2018年12月18日,美国电话电报公司(AT&T)宣布在全美12个城市率先开放5G网络服务。
3.5G商用
2019年4月3日,韩国三大电信运营商宣布5G商用,早于美国Verizon公司数小时,韩国成为全球第一个实现5G商用的国家。
2019年6月6日,工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电颁发“第五代数字蜂窝移动通信业务”基础电信业务经营许可证。中国正式进入5G商用元年。
2019年8月,《国家无线电办公室关于印发基础电信运营企业间频率协调工作会议纪要的函》公布,明确了中国三大电信运营商间频率腾退方案和时间要求。
2019年9月,中国电信与中国联通签署《5G网络共建共享框架合作协议书》。根据合作协议,中国电信和中国联通在全国范围内合作共建一张5G接入网络,共享5G频率资源,各自建设5G核心网。双方划定区域,分区建设,谁建设、谁投资、谁维护、谁承担网络运营成本。
2019年11月1日,中国三大运营商正式上线5G商用套餐。5G商用套餐的推出意味着5G由此进入正式商用阶段,表明电信运营商的5G网络建设基本到位。
4.5G加速推进
截至2019年年底,韩国三大电信运营商在5G网络方面合计部署约19万个基站,覆盖了85%的城市和93%的人口;5G用户规模达到500万。
2020年2月23日,工业和信息化部召开关于加快推进5G发展、做好信息通信业复工复产工作电视电话会议。会议上中国移动表示:“中国移动将全力以赴做好通信、服务、防控3个方面的保障,有序推进复工复产,加快实施‘5G+’计划。”同样,中国联通5G建设“火力全开”,明确要求各个省公司突出重点、加快5G建设,在2020年上半年与中国电信力争完成在47个地市建设10万个基站的任务,2020年第三季度力争完成全国25万个基站的建设,较原定计划提前一个季度完成全年建设目标。
2020年3月4日,中共中央政治局常务委员会召开会议,会议指出,要加大公共卫生服务,应急物资保障领域投入,加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。
2020年3月13日,国家发展和改革委员会等23个部门联合发文,要求加快5G网络等信息基础设施的建设和商用步伐。
2020年4月15日,全移动供应商协会(Global Mobile Suppliers Association,GSA)的最新报告显示,73家电信运营商已经在全球41个国家和地区推出了符合3GPP标准的5G商用服务;全球有380家电信运营商正在投资5G网络,这些网络处于测试、试验、试点、规划或实际已经部署等不同状态;88家电信运营商已经宣布在其网络中部署了符合3GPP标准的5G技术。